Physics of Plasmas
Feedback | Help | Exit
Physics of Plasmas
Search:
   
 
 
 
Next Article
Magnetic multipole induced zero-rotation frequency bounce-resonant loss in a Penning–Malmberg trap used for antihydrogen trapping
In many antihydrogen trapping schemes, antiprotons held in a short-well Penning–Malmberg trap are released into a longer well. This process necessarily causes the bounce-averaged rotation freque...

On the effect of rear-surface dielectric coatings on laser-driven proton acceleration

Phys. Plasmas 16, 100701 (2009); doi:10.1063/1.3251425

Published 29 October 2009

You are not logged in to this journal. Log in

S. Betti,1 C. A. Cecchetti,1 E. Förster,2 A. Gamucci,1 A. Giulietti,1 D. Giulietti,1,3 T. Kämpfer,2 P. Köster,1 L. Labate,1 T. Levato,1 A. Lübcke,4 I. Uschmann,2 F. Zamponi,4 and L. A. Gizzi1
1ILIL, IPCF, Consiglio Nazionale delle Ricerche, CNR Campus, Via G. Moruzzi 1, Pisa PI 56100, Italy and INFN Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56100 Pisa, Italy
2Insitut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
3Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Pisa, 56100 Pisa, Italy
4Max Born Institute, D 12489 Berlin, Germany
Laser-driven ion acceleration has been experimentally investigated by irradiating, with tightly focused femtosecond laser pulses at 5×1019  W/cm2, thin metal foils, which have been back-coated with a µm thick dielectric layer. The observation we report shows the production of MeV proton bunches with an unexpected highly uniform spatial cross section. ©2009 American Institute of Physics
History: Received 22 June 2009; accepted 30 September 2009; published 29 October 2009
Permalink: http://link.aip.org/link/?PHPAEN/16/100701/1
BUY THIS ARTICLE   (US$24)
Download PDF (153 kB) View Cart

KEYWORDS and PACS

Keywords
PACS
  • 52.38.Kd
    Laser-plasma acceleration of electrons and ions
  • 41.75.Jv
    Laser-driven acceleration of charged-particle beams
  • 52.25.Fi
    Plasma transport properties
  • YEAR: 2009

RELATED DATABASES


To view database links for this article,
you need to log in.
To view database links for this article,
you need to log in.

PUBLICATION DATA

ISSN:
1070-664X (print)   1089-7674 (online)
Publisher:
AIP is a member of CrossRef AIP

REFERENCES (47)
View in Separate Window/Tab
For access to fully linked references, you need to log in. For access to fully linked references, you need to Log in.
  1. K. Krushelnick, Phys. Plasmas 7, 2055 (2000).
  2. S. P. Hatchett, C. G. Brown, T. E. Cowan, E. A. Henry, J. S. Johnson, M. H. Key, J. A. Koch, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, A. J. Mackinnon, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. S. Singh, R. A. Snavely, M. A. Stoyer, S. C. Wilks, and K. Yasuike, Phys. Plasmas 7, 2076 (2000).
  3. R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett, T. E. Cowan, M. Roth, T. W. Phillips, M. A. Stoyer, E. A. Henry, T. C. Sangster, M. S. Singh, S. C. Wilks, A. MacKinnon, A. Offenberger, D. M. Pennington, K. Yasuike, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, J. Johnson, M. D. Perry, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 85, 2945 (2000).
  4. H. Habara, R. Kodama, Y. Sentoku, N. Izumi, Y. Kitagawa, K. A. Tanaka, K. Mima, and T. Yamanaka, Phys. Rev. E 69, 036407 (2004).
  5. P. McKenna, K. W. D. Ledingham, J. M. Yang, L. Robson, T. McCanny, S. Shimizu, R. J. Clarke, D. Neely, K. Spohr, R. Chapman, R. P. Singhal, K. Krushelnick, M. S. Wei, and P. A. Norreys, Phys. Rev. E 70, 036405 (2004).
  6. M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, O. Willi, A. J. MacKinnon, P. Patel, A. Gizzi, M. Galimberti, R. J. Clarke, F. Pegoraro, H. Ruhl, and S. Bulanov, Phys. Plasmas 9, 2214 (2002).
  7. L. Romagnani, J. Fuchs, M. Borghesi, P. Antici, P. Audebert, F. Ceccherini, T. Cowan, T. Grismayer, S. Kar, A. Macchi, P. Mora, G. Pretzler, A. Schiavi, T. Toncian, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 95, 195001 (2005).
  8. F. Cornolti, F. Ceccherini, S. Betti, and F. Pegoraro, Phys. Rev. E 71, 056407 (2005).
  9. A. J. Mackinnon, P. K. Patel, M. Borghesi, R. C. Clarke, R. R. Freeman, H. Habara, S. P. Hatchett, D. Hey, D. G. Hicks, S. Kar, M. H. Key, J. A. King, K. Lancaster, D. Neely, A. Nikkro, P. A. Norreys, M. M. Notley, T. W. Phillips, L. Romagnani, R. A. Snavely, R. B. Stephens, and R. P. J. Town, Phys. Rev. Lett. 97, 045001 (2006).
  10. S. Betti, F. Ceccherini, F. Cornolti, and F. Pegoraro, Plasma Phys. Controlled Fusion 47, 521 (2005).
  11. F. Ceccherini, S. Betti, F. Cornolti, and F. Pegoraro, Laser Phys. 16, 594 (2006).
  12. P. Mora, Phys. Rev. E 72, 056401 (2005).
  13. J. Fuchs, P. Antici, E. d'Humières, E. Lefebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, M. Kaluza, V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toncian, H. Pépin, and P. Audebert, Nat. Phys. 2, 48 (2006).
  14. T. Cowan, J. Fuchs, H. Ruhl, A. Kemp, P. Audebert, M. Roth, R. Stephens, I. Barton, A. Blazevic, E. Brambrink, J. Cobble, J. Fernández, J. -C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, J. Kaae, S. Karsch, G. P. Le Sage, S. Letzring, M. Manclossi, S. Meyroneinc, A. Newkirk, H. Pépin, and N. Renard-LeGalloudec, Phys. Rev. Lett. 92, 204801 (2004).
  15. A. J. Kemp, J. Fuchs, Y. Sentoku, V. Sotnikov, M. Bakeman, P. Antici, and T. E. Cowan, Phys. Rev. E 75, 056401 (2007).
  16. M. Borghesi, S. Bulanov, D. H. Campbell, R. J. Clarke, T. Zh. Esirkepov, M. Galimberti, L. A. Gizzi, A. J. MacKinnon, N. M. Naumova, F. Pegoraro, H. Ruhl, A. Schiavi, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 88, 135002 (2002).
  17. M. Schollmeier, S. Becker, M. Geißel, K. A. Flippo, A. Blažević, S. A. Gaillard, D. C. Gautier, F. Grüner, K. Harres, M. Kimmel, F. Nürnberg, P. Rambo, U. Schramm, J. Schreiber, J. Schütrumpf, J. Schwarz, N. A. Tahir, B. Atherton, D. Habs, B. M. Hegelich, and M. Roth, Phys. Rev. Lett. 101, 055004 (2008).
  18. M. Allen, P. K. Patel, A. Mackinnon, D. Price, S. Wilks, and E. Morse, Phys. Rev. Lett. 93, 265004 (2004).
  19. M. Kaluza, J. Schreiber, M. I. K. Santala, G. D. Tsakiris, K. Eidmann, J. Meyer-ter-Vehn, and K. J. Witte, Phys. Rev. Lett. 93, 045003 (2004).
  20. T. Ceccotti, A. Lévy, H. Popescu, F. Réau, P. D'Oliveira, P. Monot, J. P. Geindre, E. Lefebvre, and Ph. Martin, Phys. Rev. Lett. 99, 185002 (2007).
  21. H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jäckel, K. -U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. W. D. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature (London) 439, 445 (2006).
  22. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernández, Nature (London) 439, 441 (2006).
  23. S. Ter-Avetisyan, M. Schnürer, P. V. Nickles, M. Kalashnikov, E. Risse, T. Sokollik, W. Sandner, A. Andreev, and V. Tikhonchuk, Phys. Rev. Lett. 96, 145006 (2006).
  24. A. V. Brantov, V. T. Tikhonchuk, V. Yu. Bychenkov, and G. Bochkarev, Phys. Plasmas 16, 043107 (2009).
  25. J. Davis and G. M. Petrov, Phys. Plasmas 16, 023105 (2009).
  26. T. Esirkepov, S. V. Bulanov, K. Nishihara, T. Tajima, F. Pegoraro, V. S. Khoroshkov, K. Mima, H. Daido, Y. Kato, Y. Kitagawa, K. Nagai, and S. Sakabe, Phys. Rev. Lett. 89, 175003 (2002).
  27. J. Badziak, E. Woryna, P. Parys, K. Yu. Platonov, S. Jabloński, L. Ryć, A. B. Vankov, and J. Wolowski, Phys. Rev. Lett. 87, 215001 (2001).
  28. H. Kishimura, H. Morishita, Y. H. Okano, Y. Okano, Y. Hironaka, K. -I. Kondo, K. G. Nakamura, Y. Oishi, and K. Nemoto, Appl. Phys. Lett. 85, 2736 (2004).
  29. A. Yogo, M. Nishiuchi, A. Fukumi, Z. Li, K. Ogura, A. Sagisaka, S. Orimo, M. Kado, Y. Hayashi, M. Mori, H. Daido, K. Nemoto, Y. Oishi, T. Nayuki, T. Fujii, S. Nakamura, T. Shirai, Y. Iwashita, and A. Noda, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 83, 487 (2006).
  30. J. Fuchs, T. E. Cowan, P. Audebert, H. Ruhl, L. Gremillet, A. Kemp, M. Allen, A. Blazevic, J. -C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, S. Karsch, P. Parks, M. Roth, Y. Sentoku, R. Stephens, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 91, 255002 (2003).
  31. M. Roth, A. Blazevic, M. Geissel, T. Schlegel, T. E. Cowan, M. Allen, J. C. Gauthier, P. Audebert, J. Fuchs, J. Meyer-ter-Vehn, M. Hegelich, S. Karsch, and A. Pukhov, Phys. Rev. ST Accel. Beams 5, 061301 (2002).
  32. D. Batani, M. Manclossi, J. J. Santos, V. T. Tikhonchuk, J. Faure, A. Guemnie-Tafo, and V. Malka, Plasma Phys. Controlled Fusion 48, B211 (2006).
  33. L. A. Gizzi, D. Giulietti, A. Giulietti, P. Audebert, S. Bastiani, J. P. Geindre, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 76, 2278 (1996).
  34. P. Köster, K. Akli, D. Batani, S. Baton, R. G. Evans, A. Giulietti, D. Giulietti, L. A. Gizzi, J. S. Green, M. Koenig, L. Labate, A. Morace, P. Norreys, F. Perez, J. Waugh, N. Woolsey, and K. L. Lancaster, Plasma Phys. Controlled Fusion 51, 014007 (2009).
  35. L. A. Gizzi, A. Giulietti, D. Giulietti, P. Köster, L. Labate, T. Levato, F. Zamponi, A. Lübcke, T. Kämpfer, I. Uschmann, E. Förster, A. Antonicci, and D. Batani, Plasma Phys. Controlled Fusion 49, B211 (2007).
  36. H. Schwoerer, B. Liesfeld, H. -P. Schlenvoigt, K. -U. Amthor, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 96, 014802 (2006).
  37. E. Breschi, M. Borghesi, M. Galimberti, D. Giulietti, L A. Gizzi, and L. Romagnani, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 522, 190 (2004).
  38. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis, H. Araujo, P. Arce, M. Asai, D. Axen, S. Banerjee, G. Barrand, F. Behner, L. Bellagamba, J. Boudreau, L. Broglia, A. Brunengo, H. Burkhardt, S. Chauvie, J. Chuma, R. Chytracek, G. Cooperman, G. Cosmo, P. Degtyarenko, A. Dell'Acqua, G. Depaola, D. Dietrich, R. Enami, A. Feliciello, C. Ferguson, H. Fesefeldt, G. Folger, F. Foppiano, A. Forti, S. Garelli, S. Giani, R. Giannitrapani, D. Gibin, J. J. Gomez Cadenas, I. Gonzalez, G. Gracia Abril, G. Greeniaus, W. Greiner, V. Grichine, A. Grossheim, S. Guatelli, P. Gumplinger, R. Hamatsu, K. Hashimoto, H. Hasui, A. Heikkinen, A. Howard, V. Ivanchenko, A. Johnson, F. W. Jones, J. Kallenbach, N. Kanaya, M. Kawabata, Y. Kawabata, M. Kawaguti, S. Kelner, P. Kent, A. Kimura, T. Kodama, R. Kokoulin, M. Kossov, H. Kurashige, E. Lamanna, T. Lampen, V. Lara, V. Lefebure, F. Lei, M. Liendl, W. Lockman, F. Longo, S. Magni, M. Maire, E. Medernach, K. Minamimoto, P. Mora de Freitas, Y. Morita, K. Murakami, M. Nagamatu, R. Nartallo, P. Nieminen, T. Nishimura, K. Ohtsubo, M. Okamura, S. O'Neale, Y. Oohata, K. Paech, J. Perl, A. Pfeiffer, M. G. Pia, F. Ranjard, A. Rybin, S. Sadilov, E. Di Salvo, G. Santin, T. Sasaki, N. Savvas, Y. Sawada, S. Scherer, S. Sei, V. Sirotenko, D. Smith, N. Starkov, H. Stoecker, J. Sulkimo, M. Takahata, S. Tanaka, E. Tcherniaev, E. Safai Tehrani, M. Tropeano, P. Truscott, H. Uno, L. Urban, P. Urban, M. Verderi, A. Walkden, W. Wander, H. Weber, J. P. Wellisch, T. Wenaus, D. C. Williams, D. Wright, T. Yamada, H. Yoshida, and D. Zschiesche, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 506, 250 (2003).
  39. D. Giulietti, M. Galimberti, A. Giulietti, L. A. Gizzi, R. Numico, P. Tomassini, M. Borghesi, V. Malka, S. Fritzler, M. Pittman, K. Ta Phouc, and A. Pukhov, Phys. Plasmas 9, 3655 (2002).
  40. A. Giulietti, N. Bourgeois, T. Ceccotti, X. Davoine, S. Dobosz, P. D'Oliveira, M. Galimberti, J. Galy, A. Gamucci, D. Giulietti, L. A. Gizzi, D. J. Hamilton, E. Lefebvre, L. Labate, J. R. Marquès, P. Monot, H. Popescu, F. Réau, G. Sarri, P. Tomassini, and P. Martin, Phys. Rev. Lett. 101, 105002 (2008).
  41. J. F. Ziegler, J. P. Biersack, and M. D. Ziegler (SRIM, Maryland, 2008)
    42. numerical code freely available online at http://www.srim.org.
  42. S. Betti, C. A. Cecchetti, A. Gamucci, A. Giulietti, D. Giulietti, P. Köster, L. Labate, T. Levato, L. A. Gizzi, F. Zamponi, A. Lübcke, T. Kämpfer, I. Uschmann, and E. Förster, X. X, “Laser accelerated proton yield control via rear-surface target coating,” Technical Report No. 01/2008 (Prot. 206 of 30/01/2008), ILIL-IPCF, CNR, Pisa, Italy (unpublished)
    43. freely available online at http://ilil.ipcf.cnr.it.
  43. H. Alfven, Phys. Rev. E 55, 425 (1939).
  44. A. R. Bell, J. R. Davies, and G. S, Plasma Phys. Controlled Fusion 39, 653 (1997).
  45. F. Pisani, Phys. Rev. E 62, R5927 (2000).
  46. D. Batani, Phys. Rev. Lett. 94, 055004 (2005).
  47. Y. T. Li, Phys. Rev. E 72, 066404 (2005).

CITING ARTICLES
For access to citing articles, you need to log in.
For access to citing articles, you need to Log in.


Copyright © American Institute of Physics